人体机能变化规律

第一节赛前状态和准备活动一、赛前状态人体参加比赛或训练前，身体的某些器官和系统会产生的一系列条件反射性变化，我们将这种特有的机能变化和生理过程称为赛前状态。

赛前反应的大小与比赛性质、运动员的比赛经验和心理状态有关。

比赛规模越大，离比赛时间越近，赛前反应越明显。

运动员情绪紧张、训练水平低、比赛经验不足也会使赛前反应增强。

适宜的赛前反应能促进运动员在比赛中发挥出较好的运动水平，反之，则会影响运动员在比赛中正常发挥。

赛前状态产生的机理可以用条件反射机理解释。

比赛或训练过程中的场地、器材、观众、音响和对手的表现等信息不断作用于运动员，并与比赛或运动时肌肉活动的生理变化相结合。

久而久之，这些信息就变成了条件刺激，只要这些信息一出现，赛前的生理变化就会表现出来，因而形成了一种条件反射。

由于这些生理变化是在比赛或训练的自然环境下形成的，所以其生理机理属自然条件反射。

赛前状态依据其生理反应特征和对人体机能影响的程度可分为三种类型1.准备状态型2.起赛热症型3.起赛冷淡型二、准备活动知识点内容准备活动是指在比赛、训练和体育课的基本部分之前，为克服内脏器官生理惰性，缩短进入工作状态时程和预防运动创伤而有目的进行的身体练习，为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。

（一）准备活动的生理作用有(1)调整赛前状态(2)为克服内脏器官生理惰性(3)提高机体的代谢水平，使体温升高(4)增强皮肤的血流量有利于散热，防止正式比赛时体温过高(二)做准备活动的生理负荷准备活动的时间、强度、内容、与正式运动或比赛的时间间隔等，都是影响准备活动生理效应的因素。

一般认为，准备活动的强度以45%VO2max强度、心率达100-120次/分、时间在10 -30分钟之间为宜。

此外，还应根据项目特点、个人习惯、训练水平和季节气候等因素适当加以调整，通常以微微出汗及自我感觉已活动开为宜。

准备活动结束到正式练习开始时间的间隔一般不超过15分钟。

在一般性教学课中准备活动以2-3分钟为宜。

第二节进入工作状态和稳定状态一、进入工作状态在进行体育运动时，人的机能能力并不是一开始就达到最高水平，而是在活动开始后一段时间内逐渐提高的。

这个机能水平逐渐提高的生理过程和机能状态叫进入工作状态。

进入工作状态的实质就是人体机能的动员。

(一)产生进入工作状态的机理人体运动除了受物理惰性影响外，主要受生理惰性影响。

1.反射时2.内脏器官的生理惰性肌肉运动必须依赖内脏各器官的协调配合才能获得能源物质、氧气和清除代谢产物。

内脏器官活动受植物性神经支配。

而植物性神经机能惰性比躯体性神经大，支配内脏器官的自主神经不仅传导速度慢，而且传导途径中突触联系较多此外，在内脏器官产生持续活动中，神经-体液调节作用更为重要。

由神经系统调节内分泌腺分泌激素，激素随血液循环到达所支配的器官，改变其功能状态。

这一系列的生理活动，比躯体神经调节的惰性大得多。

因此，内脏器官的生理惰性是产生进入工作状态的主要原因。

研究表明，在不做准备活动的情况下跑1500米，呼吸循环系统的活动需要在运动开始后2-3分钟才能达到最高水平，而骨骼肌在20-30秒内就可发挥出最大工作效率。

(二)影响进入工作状态的因素进入工作状态所需时间长短取决于工作性质、个人特点、训练水平、工作强度及当时机体的机能状态。

二、生理“极点”与“第二次呼吸”在进行剧烈运动开始阶段，由于植物性神经系统的机能动员速率明显滞后于躯体神经系统，导致植物性神经与躯体神经系统机能水平的动态平衡关系失调，内脏器官的活动满足不了运动器官的需要，出现一系列的暂时性生理机能低下综合症，主要表现为呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调、心率剧增及精神低落等症状，这种机能状态称为“极点”。

“极点”产生的原因主要是内脏器官的机能惰性与肌肉活动不相称，致使供氧不足，大量乳酸积累使血液pH 值朝酸性方向偏移。

这不仅影响神经肌肉的兴奋性，还反射性地引起呼吸和循环系统活动紊乱。

这些机能的失调又使大脑皮质运动动力定型暂时遭到破坏。

“极点”出现后，经过一定时间的调整，植物性神经与躯体神经系统机能水平达到了新的动态平衡，生理机能低下综合症症状明显减轻或消失，这时，人体的动作变得轻松有力，呼吸变得均匀自如，这种机能变化过程和状态称为“第二次呼吸”。

“第二次呼吸”产生的原因主要是由于运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加，乳酸得到逐步清除；同时运动速度暂时下降，使运动时每分需氧量下降，以减少乳酸的产生，机体的内环境得到改善，被破坏了的动力定型得到恢复。

“第二次呼吸”标志着进入工作状态阶段结束，开始进入稳定工作状态。

“极点”来得迟早、反应强弱及“第二次呼吸”出现的快慢等，不仅与运动项目、运动强度和训练水平有关，还与准备活动、赛前状态及呼吸方式等因素有关。

一般来说，中长跑项目“极点”反应较明显；运动强度越大，训练水平越低，“极点”出现得越早，反应也越强烈，“第一次呼吸”出现得也愈迟。

良好的赛前状态和充分的准备活动可推迟“极点”的出现和减弱“极点”的反应程度。

减轻“极点”反应的主要措施包括：① 继续坚持运动；② 适当降低运动强度；③ 调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度。

恰当地克服“极点”反应的措施有助于促进“第二次呼吸”的出现。

三、稳定工作状态在运动过程中，进入工作状态结束后，人体的机能水平和工作效率在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳定状态。

此时，人体的生理功能与运动功率输出保持动态平衡，生理机能保持相对平衡。

这种机能状态称为稳定工作状态。

稳定工作状态可分为真稳定工作状态和假稳定工作状态。

(一)真稳定工作状态在进行强度较小、运动时间较长的运动时，进入工作状态结束后，机体所需要的氧可以得到满足，即吸氧量和需氧量保持动态平衡，这种状态称为真稳定工作状态。

在真稳定工作状态下，肺通气量、心率、心输出量、血压及其他生理指标保持相对稳定，运动中的能量供应以有氧供能为主，乳酸堆积较少，血液中酸碱平衡不致受到扰乱，运动的持续时间较长，可达几十分钟或几小时。

真稳定工作状态保持时间的长短取决于氧运输系统功能，该功能越强，稳定工作状态保持的时间则越长。

(二)假稳定工作状态当进行强度大、持续时间较长的运动时，进入工作状态结束后，吸氧量已达到并稳定在最大吸氧量水平，但仍不能满足机体对氧的需要。

此时，机体的有氧供能能力不能满足运动的需要，无氧供能系统大量参与供能，机体能够稳定工作的持续时间相对较短，很快进入疲劳状态。

故称这种机能状态为假稳定工作状态。

在这种状态下，由于机体以无氧供能为主，乳酸的产生率大于清除率，使血乳酸增加，pH值下降，运动不能持久。

在假稳定工作状态下，与运动有关的生理功能基本达到极限，如心率、血压、肺通气量和呼吸频率等。

同时肌肉的电活动亦加强，表明募集了新的运动单位以代偿肌肉的疲劳。

(三)“第一拐点”与“第二拐点”应用动态数学建模分析法研究表明，人体在运动过程中，心血管和呼吸系统的机能变化表现出两个明显的拐点，即标志进入工作状态(动员阶段)结束、稳定工作状态开始的“第一拐点”和标志稳定工作状态结束、人体整体工作效率明显下降、疲劳开始的“第二拐点”当运动达第一拐点时，人体各项机能均处于一种相对动态平衡的“高原平台”状态。

在这种状态下，运动员的生理机能稳定工作时间长，说明运动潜力大，工作能力强，通常以此作为运动训练选材及评定依据。

近年研究表明，用该指标的时间值、以及时间与空间相结合的积分值，更能有效地反映运动员的体能水平。

第二拐点出现时，人体内能量代谢及血液化学成分均明显高于第一拐点，即在第二拐点前由有氧供能为主过渡到无氧供能占优势。

到达第二拐点时，人体机能以有氧系统供能已经不能满足机体对能量的需求，必须启动能量输出更快的无氧代谢系统供能。

第二拐点后，乳酸的堆积明显增加，心肺功能指标也明显高于起始时刻，但并没达到机能的最大限度。

第二拐点是人体机能工作水平再调整的关键之点。

因此，我们把第二拐点定义为：人体整体机能发生疲劳的瞬时起始点。

应用第二拐点到终点的时程和积分可以作为评价运动员耐受疲劳能力的敏感指标。

同时，利用运动员的第二拐点强度，作为对运动员进行无氧耐力训练的参考强度值。

第三节运动性疲劳及产生机理一、运动性疲劳概述(一)运动性疲劳的概念运动性疲劳是指在运动过程中，机体的机能能力或工作效率下降，不能维持在特定水平上或不能维持预定的运动强度的生理过程。

运动性疲劳是由运动引起的一种特有生理现象。

这一疲劳概念的特点是：① 把疲劳时体内组织和器官的机能水平与运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度；② 有助于选择客观指标评定疲劳，如心率、血乳酸、最大吸氧量和输出功率在其一特定水平工作时，单一指标或多指标同时改变都可以来判断疲劳。

另外，也有人将疲劳定义为：疲劳是运动本身引起的机体工作能力暂时降低，经过适当时间休息和调整可以恢复的生理现象。

(二)疲劳的分类运动性疲劳是由于身体活动或肌肉运动而引起的，主要表现为运动能力下降。

根据疲劳发生部位可分为全身性疲劳和局部疲劳；根据疲劳发生的机理与表现，可分为中枢性疲劳、外周性疲劳和混合性疲劳。

运动性疲劳常因活动的方式不同而产生不同的症状，在运动竞赛和训练中，身体疲劳和心理疲劳是密切联系的，故运动性疲劳是身心的疲劳。

（三）运动性疲劳产生的机理1、“衰竭学说”2、“堵塞学说”3、“内环境稳定性失调学说”4、“保护性抑制学说”5、“突变理论”6、“自由基损伤学说”此外，内分泌功能异常和免疫功能下降也与运动性疲劳有关。

二、运动性疲劳的发生部位及特征(一)运动性疲劳的发生部位1.中枢性疲劳中枢性疲劳系指发生脑至脊髓部位的疲劳。

其特点是：① 由于中枢神经系统发生功能紊乱，改变了运动神经元的兴奋性。

疲劳时，神经冲动的频率减慢，使肌肉工作能力下降。

② 中枢内代谢功能失调，表现为大脑细胞中ATP、CP水平明显降低，血糖含量减少，r-氨基丁酸含量升高，特别是5-羟色胺和脑氨升高，可引起多种酶活性下降，ATP再合成速率下降，从而使肌肉工作能力下降，导致疲劳。

2.外周性疲劳外周疲劳可能发生的部位是从神经-肌肉接点到肌纤维内部线粒体。

这些部位中发生的某些变化与运动性疲劳有着密切的联系。

(1)神经肌肉接点(2)肌细胞膜(3)肌质网(4)线粒体(5)收缩蛋白(二)不同类型运动疲劳的特征运动性疲劳是一个极复杂的生理过程，由于运动的负荷和性质不同，对人体机能产生的影响也不同，疲劳产生的特征也不相同(表12-2)。

不同运动项目的疲劳存在一定的规律性，短时间最大强度运动疲劳是因肌细胞代谢变化导致ATP转换速率下降；较大强度，较短时间运动所造成的疲劳往往是由于乳酸堆积所致；长时间中等强度运动的疲劳往往与肌糖原大量消耗、血糖浓度下降、体温升高脱水和无机盐丢失有关。